变压吸附(PSA)制氢是利用吸附剂在高压下对杂质的吸附容量大、低压下吸附容量小的原理，在高压吸附杂质，在低压解析杂质，以实现对氢气提纯的过程。

由于PSA制氢技术具有自动化程度高、一次性投资和运行费用低、产品质量好等优点，因此得到了广泛应用，目前国内有200多套装置在运行。虽然投运的PSA制氢装置数量较多，但由于氢气分子量小，容易泄漏，国内PSA制氢装置普遍存在系统压力过低、处理气量过小等缺点。通过近年来PSA工艺的不断优化完善，特别是随着我国对炼油油品品质要求的提高和氢能源的广泛应用，需要大量使用高压氢气，促使PSA制氢装置向高压、大型化方向发展。

万华化学(宁波)有限公司(以下简称万华宁波公司)的PSA制氢工艺采用14-2-8的运行模式，即有14座塔运行、2座塔同时吸附、8次均压的运行方式。该装置设计压力5.3 MPa(绝压)，是目前国内运行压力最高的PSA制氢装置，处理气量为60 000 m³/h(标态)，要求产品H₂的体积分数＞99.99%、(CO+CO₂)体积分数＜3×10^-6，H₂收率＞93%。该装置于2010年10月一次开车成功，经过5年多的运行，整体运行比较稳定。

程控阀是变压吸附装置最为核心的部件之一，其可靠运行直接关系到装置的安全稳定。由于国内高压变压吸附制氢装置运行经验少，且程控阀容易泄漏，导致装置降负荷甚至停车的案例较多，造成了较大的经济损失。而且由于程控阀内漏量增大后，出现高压窜低压的情况，给装置运行带来了严重的安全风险。现结合万华宁波公司的实际情况，重点介绍在不停车的情况下，在线查找PSA制氢装置内漏程控阀的方法及日常运行中预防程控阀内漏的措施。

包括公用阀门在内，万华宁波公司的PSA制氢装置共有145只程控阀。在运行过程中，程控阀每隔20 min左右就需开关1次，前后压差最大为1.4 MPa。长时间的频繁开关、气体和吸附剂粉尘的冲刷，加上阀门开关压差大，容易引起阀门密封件的损坏，造成阀门内漏。在这145只阀门中，任何1只阀门内漏量增大后，轻者需降负荷运行，重者需装置停车处理。由于阀门较多，如何在运行过程中准确判断是哪只或哪几只阀门出现泄漏，是PSA制氢装置运行维护的难点。

以万华宁波公司为例，共有14座吸附塔，每座塔对应10只阀门。若是在正常情况下，原料气组分、系统压力没有大幅变动，而出口产品气中杂质气体含量持续上升，很有可能就是有阀门出现了内漏，可通过以下步骤迅速锁定内漏的阀门。

(1) 通过DCS系统把所有塔的压力变化趋势组合在一起，形成一个比较有规律的曲线图，从中找出曲线最乱的塔。然后把该塔的压力趋势和产品气出口杂质气体含量进行对应，若杂质气体含量在该塔处于高压时也上升，就基本可确认该塔有阀门出现了泄漏。

(2) 单独对该塔的压力趋势进行分析，找出具体的泄漏阀门。一般情况下，压力趋势在塔均压完成之后都会形成一条水平的直线，如果有阀门泄漏的话，压力趋势或向上或向下。若压力趋势向上，是高压阀门出现了泄漏；若压力趋势向下，则是低压阀门出现了泄漏；若压力趋势有上有下，一定是中间的某只程控阀门出现了泄漏。

(3) 为了进一步确认泄漏的阀门，可以把有“嫌疑”的塔切出，观察其余塔的压力变化趋势。一般将有阀门泄漏的塔切出系统后，其余塔的压力变化趋势会好转，出口的工艺气中杂质气体含量也会降低。切出的吸附塔中气体通过现场泄压阀全部泄放至火炬并观察该塔最终压力，按照压力与阀门的对应表就能找到具体的泄漏阀门。

(4) 若该塔不止1只阀门出现泄漏，该塔切出之后，系统压力会上升至高压阀门对应的压力，但系统压力波动会较大。此时需观察在该塔切出前后系统运行塔的压力变化，若是在均压过程中切出后的压力比切出高，则对应的阀门就有可能泄漏，需予以重点关注。